DE4323589C2 - Steuerung für die Radaufhängungen eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Steuerung für die Radaufhängungen eines KraftfahrzeugsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerung für die Radauf
hängungen eines Kraftfahrzeugs, das die Eigenschaften der Aufhän
gungen durch Steuern der Zufuhr und Abgabe von Hydraulikfluid
zu Hydraulikzylinder ändern kann.
Aus der DE 38 30 129 A1 ist eine Kraftfahrzeugaufhängung bekannt,
welche folgendes aufweist:
eine Fluidfederkammer, die für jedes Rad vorgesehen und zwischen dem Rad und dem Fahrzeugkörper eingebaut ist, eine Fluidzuführungseinheit zum Zuführen von Fluid zu jeder Fluidfe derkammer über ein Zuführungsventil, eine Fluidablaßeinheit zum Ablassen des Fluids aus jeder Fluidfederkammer durch ein Ablaßventil, einen Wanksensor zum Messen eines Wankwertes des Fahr zeugkörpers und eine Wanksteuerung zum Setzen eines Steuerwer tes entsprechend dem von dem Wanksensor gemessenen Wankwert, sowie eine Wankausführungssteuerung, mit der die Zuführungs ventile, die den Fluidfederkammern auf der Kompressionsseite bezüglich der Wankrichtung, und die Ablaßventile, die den Fluidfederkammern auf der Expansionsseite entsprechen, in Abhängigkeit von den Steuersollwerten geöffnet werden. Da bei mißt ein Drucksensor Innendrücke in den Fluidfedernkam mern und gibt die gemessenen Werte an eine Steuereinheit ab, wel che aufgrund vorgegebener Zusammenhänge entsprechende Sollwerte vorgibt.
eine Fluidfederkammer, die für jedes Rad vorgesehen und zwischen dem Rad und dem Fahrzeugkörper eingebaut ist, eine Fluidzuführungseinheit zum Zuführen von Fluid zu jeder Fluidfe derkammer über ein Zuführungsventil, eine Fluidablaßeinheit zum Ablassen des Fluids aus jeder Fluidfederkammer durch ein Ablaßventil, einen Wanksensor zum Messen eines Wankwertes des Fahr zeugkörpers und eine Wanksteuerung zum Setzen eines Steuerwer tes entsprechend dem von dem Wanksensor gemessenen Wankwert, sowie eine Wankausführungssteuerung, mit der die Zuführungs ventile, die den Fluidfederkammern auf der Kompressionsseite bezüglich der Wankrichtung, und die Ablaßventile, die den Fluidfederkammern auf der Expansionsseite entsprechen, in Abhängigkeit von den Steuersollwerten geöffnet werden. Da bei mißt ein Drucksensor Innendrücke in den Fluidfedernkam mern und gibt die gemessenen Werte an eine Steuereinheit ab, wel che aufgrund vorgegebener Zusammenhänge entsprechende Sollwerte vorgibt.
Ein weiteres herkömmliches Aufhängungssystem, nämlich ein Auf
hängungssystem mit Selbststeuerung (ACS-System) ist
in der japanischen Kokai mit der Nr. JP 3-182826 A offen
bart. Dieses ACS-System wirkt über einen Hydraulikzylinder zwischen einer Kraftfahrzeugkaros
serie und jedem Rad und
ändert die Eigenschaft der Radaufhängung in Übereinstimmung mit
einem Antriebszustand durch unabhängiges Steuern des Fluid
flußbetrags zu jedem Hydraulikzylinder über ein Durchflußbe
grenzungsventil.
Bei der herkömmlichen Technik werden, wie es hier in Fig. 10 ge
zeigt ist, an jedem Rad ein Kraftfahrzeughöhensignal und ein
Vertikalbeschleunigungssignal erfaßt, eine Hubschwingungs
komponente, eine Nickkomponente und eine Wank- oder Rollkomponente einer
Kraftfahrzeugbewegung werden aus jenen Signalen extrahiert und
Durchflußsteuersignale (Q1, Q2, Q3) für Hydraulikzylinder zum
Unterdrücken einer Bewegung der Kraftfahrzeugkarosserie werden
für jeden Modus, nämlich den Hubschwingungsmodus, den Nickmodus
und den Rollmodus berechnet. Das Signal Q1 ist ein
reines Höhensteuersignal, das Signal Q2 ist ein Höhenversatz
unterdrückungssignal, und das Signal Q3 ist ein Vertikalver
satzunterdrückungssignal.
Bei diesem herkömmlichen Aufhän
gungssystem werden ein Drucksignal des Zylinders und ein Quer- oder Late
ralbeschleunigungssignal sowie das oben genannte Kraftfahr
zeughöhensignal und das Vertikalbeschleunigungssignal als Pa
rameter für eine Selbststeuerung der Aufhängung eingegeben,
und Durchflußsteuerungssignale Q4 und Q5 werden zur Korrektur
der Wank- oder Rollunterdrückungssteuerung sowie einer Verwindungs-Un
terdrückungssteuerung ausgegeben. Man beachte, daß eine Be
schleunigung nachfolgend "G" genannt wird.
Bei der obigen herkömmlichen Technik wird ein Querbeschleunigungs- oder Lateral-G-Signal
verwendet,
um zu bestimmen, ob beim Durchfahren einer
Kurve eine Übergangsrollbewegung der Kraftfahrzeugkarosserie
durch eine Anregung von den Rädern oder von der Kraftfahrzeug
karosserie verursacht wird. Das Rollen der Karosserie kann
verursacht werden, wenn ein Teil der Karosserie vertikal
angeregt wird oder wenn das Kraftfahrzeug eine Kurve durch
fährt. Jedoch wird das Lateral-G-Signal nur verursacht, wenn
das Kraftfahrzeug eine Kurve durchfährt. Demgemäß
wird, wenn das Lateral-G-Signal aufgetreten ist,
die Aufhängungssteuerung für
eine Rollunterdrückung basierend auf dem Vertikal-G-Signal
unter Berücksichtigung des Lateral-G-Signals durchgeführt.
Andererseits wird die auf dem Vertikal-G-Signal basierende
Aufgängungssteuerung in stärkerem Maß angewendet, wenn das
Lateral-G-Signal nicht auftritt. Somit kann die Rollunterdrüc
kungssteuerung ungeachtet dessen, ob gerade eine Kurve durchfahren
wird oder nicht, genau ausgeführt werden.
Wie es in Fig. 10 gezeigt ist, besteht das wesentliche Merkmal
der herkömmlichen Technik darin, daß die Steuerung zum Erzeu
gen eines Signals Q4 basierend auf Drücken in den vier Hydrau
likzylindern unabhängig von der Steuerung zum Eingeben eines
Lateral-G-Signals durchgeführt wird, die ein Signal Q5 erzeugt.
Demgemäß wird, wenn eine Druckdifferenz zwischen einem linken
Zylinder und einem rechten Zylinder auftritt, das Signal Q4 in
Übereinstimmung mit der Differenz erzeugt, während bei Auftre
ten eines Lateral-G-Signals das Signal Q5 in Übereinstimmung
mit der Beschleunigung erzeugt wird.
Man betrachte den Fall, bei dem sich das bekannte Kraftfahrzeug einer
Kurve nähert und sie durchfährt, wie es in Fig. 11 gezeigt
ist. Wenn das Kraftfahrzeug bei der Position A
ist, ist die Bewegung des Kraftfahrzeugs eine gerade Fahrt,
weshalb weder das Signal Q4 noch das Signal Q5 erzeugt wird.
Wenn das Kraftfahrzeug bei einer Position B ist, führt die
Kraftfahrzeugkarosserie eine Wank- oder Rollbewegung aus, da es in die Kurve einfährt,
und die Signale Q4 und Q5 werden beide erzeugt. Weiterhin
ist das Kraftfahrzeug, wenn es bei einer Position C ist, in
einem konstanten Zustand. In diesem Zustand sollten die
Signale Q4 und Q5 konstant sein, da der Betrag der Querbeschleunigung (Lateral-G)
konstant ist.
Wenn jedoch eine Druckdifferenz zwischen dem
rechten Zylinder und dem linken Zylinder erzeugt wird, erzeugt
die Druckdifferenz das Signal Q4, was in einer Änderung der
Kraftfahrzeugbewegung resultiert. Weiterhin erzeugt es die
Lateral-G und das Signal Q5 wird geändert, was in einer Ände
rung der Kraftfahrzeugbewegung resultiert. Das verursacht wiederum
eine Druckdifferenz. Demgemäß wird in dem Fall, in dem
das Kraftfahrzeug eine Kurve durchfährt, sogar dann,
wenn das Kraftfahrzeug
sich in einem konstanten Kurvenfahrtzustand befindet, eine Rollrich
tungsumkehr der Kraftfahrzeugkarosserie wiederholt und die
Bewegung wird unstabil. D. h., daß die Rollsteuerung bei der Position C verzögert wird, wie es in Fig. 12 gezeigt
ist.
Da die auf dem Zylinder
druck basierende Steuerung und die auf dem Lateral-G-Signal
basierende Steuerung unabhängig voneinander durchgeführt werden und jede
versucht, die am besten geeignete Steuerung
durchzuführen,
ist die Kontinuität der Rollsteuerung
unzureichend.
Demgemäß ist es angesichts des obigen Problems Aufgabe
der vorliegenden Erfindung, eine Steuerung für die Aufhängung
eines Kraftfahrzeuges zu schaffen, die die Stetigkeit der
Fahrzeugbewegung verbessert.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 1 gezeigt
ist, wird diese Aufgabe durch eine Steuerung für
die Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gelöst, mit zwischen der
Kraftfahrzeugkarosserie und jedem Fahrzeugrad vorgesehenen
Hydraulikzylindern 3, mit jeweils einem jedem Hydraulikzylin
der 3FL, 3FR, 3RL, 3RR zugeordneten Hydraulikdrucksensor 13FL,
13FR, 13RL, 13RR, mit einer ersten und zweiten Berechnungsein
heit jeweils für die Vorderräder 2F und Hinterräder 2R, wobei
die beiden Berechnungseinheiten die Druckdifferenz zwischen
dem durch die Hydraulikdrucksensoren 13 erfaßten Druck am
rechten und linken Vorderrad 2FR, 2FL bzw. am rechten und lin
ken Hinterrad 2RR, 2RL, berechnen und Druckdifferenzsausgangssignale
erzeugen, mit einem Quer- bzw. Lateralbeschleunigungssensor 16, der ein
Signal an eine Zieldruckdifferenzberechnungseinheit abgibt,
die jeweils ein von dem Ausgangssignal des Lateralbeschleuni
gungssensors 16 abhängiges und dessen Änderungen berücksichti
gendes Zieldruckdifferenzsignal für die Vorderräder und Hin
terräder erzeugt, wobei das Zieldruckdifferenzsignal für die
Vorderräder 2F mit dem Druckdifferenzausgangssignal der ersten
Berechnungseinheit für die Vorderräder und das Zieldruckdiffe
renzsignal für die Hinterräder 2R mit dem Druckdifferenzaus
gangssignal der zweiten Berechnungseinheit für die Hinterräder
jeweils über einen Addierer verknüpft wird, und die verknüpf
ten Signale als Steuersignale an die Hydraulikzylinder ange
legt werden.
Wenn der erste Zielwert basierend auf der Quer- bzw. Lateralbeschleuni
gung YG eingestellt ist und eine Durchflußsteuerung für diesen
Zielwert durchgeführt ist, werden die Rollkontinuität
und die Stabilität verbessert, da die
Bewegungen schnell abklingen.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der beige
fügten Zeichnung deutlich, wobei gleiche Bezugs
zeichen gleiche oder ähnliche Teile bezeichnen.
Die Figuren der Zeichnung, auf die in der Beschreibung
Bezug genommen wird, stellen Ausführungs
beispiele der Erfindung dar und dienen zusammen mit der Be
schreibung zum Erklären der Prinzipien der Erfindung. Es zei
gen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm, das den Aufbau der vorliegenden
Erfindung darstellt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm, das ein Aufhängungssystem eines
Ausführungsbeispiels darstellt, bei dem die vor
liegende Erfindung angewendet ist;
Fig. 3 schematisch ein Hydrauliksystem des Ausfüh
rungsbeispiels der Fig. 2 darstellt;
Fig. 4 ein Blockdiagramm, das einen allgemeinen Aufbau
einer Steuersystemfunktion des Ausführungsbeispiels
darstellt;
Fig. 5 ein Diagramm eines Kraftfahrzeug-Versatzunterdrüc
kungssystems als Teil der in Fig. 7 darge
stellten erfindungsgemäßen Steuerung;
Fig. 6 ein Diagramm eines Vertikalbeschleunigungs-Ver
satzunterdrückungssystems als weiterer Teil der in
Fig. 7 dargestellten erfindungsgemäßen Steuerung;
Fig. 7 ein Blockdiagramm, das ein Roll-Korrektur-Steue
rungs-Untersystem D eines Ausführungsbeispiels
gemäß der Erfindung darstellt;
Fig. 8 ein Flußdiagramm des Steuerungsverfahrens des Roll-
Korrektur-Steuerungs-Untersystems D;
Fig. 9 eine Kurve, die die Charakteristiken des Koeffi
zienten a darstellt;
Fig. 10 ein Diagramm, das den Aufbau eines bekannten
Steuersystems darstellt;
Fig. 11 eine Darstellung zum Herleiten des Grunds, warum das
Problem bei der bekannten Technik auftritt; und
Fig. 12 ein Diagramm für das Zeitschalten
bei dem bekannten System.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung
werden nun im einzelnen in Übereinstimmung mit den beigefügten
Zeichnungsseiten beschrieben.
Fig. 2 ist ein Diagramm, das ein Aufhängungssystem gemäß dem
Ausführungsbeispiel darstellt, Fig. 3 ist ein Diagramm, das
einen Hydraulik-Schaltkreis des Aufhängungssystems der Fig. 2
darstellt, und Fig. 4 bis 6 sind Blockdiagramme, die ein Steu
erverfahren des Aufhängungssystems der Fig. 2 darstellen.
Die Merkmale des Ausführungsbeispiels sind folgende:
- A) Zum Verbessern der "Kontinuität" der Rollbewegung des Kraftfahrzeugs werden die Durchflußmengen der Hydraulik zylinder derart gesteuert, daß der Zylinderdruck in einem Drehzustand an der äußeren Radseite höher als jener an der inneren Radseite ist, mit der Erwartung, daß durch die Rollbewegungssteuerung eine Druckdifferenz zwischen einem Zylinder des rechten Rads und einem Zylinder des linken Rads auftritt.
- B) Zum Ausführen der obigen Steuerung wird das durch Multi plizieren des Lateralbeschleunigungssignals YG mit einer vorbestimmten Verstärkung a erhaltene Produkt (= Y Ga) von der Differenz zwischen dem Zylinderdrucksignal subtra hiert (PFR - PFL, PRR - PRL; wobei angenommen wird, daß das rechte Rollen positiv ist).
- C) Zum Verbessern der Steuerung, die die Stabilität der Be wegung des Kraftfahrzeugs durch Verbessern der Kontinui tät der Rollbewegung erhöht, d. h. zum Verbessern des An sprechens der Steuerung, wird ein nach der Zeit differen ziertes Signal des Lateral-G-Signals YG in größerem Maß berücksichtigt.
- D) Die Verstärkung a wird bei niedriger Geschwindigkeit auf einen niedrigen Wert eingestellt und bei hoher Geschwin digkeit auf einen großen Wert. D. h., daß bei niedriger Geschwindigkeit Bequemlichkeit angestrebt wird, während bei hoher Geschwindigkeit durch Verbessern der Stabilität der Vertikalbewegung Bedienbarkeit und Stabilität ange strebt werden bzw. im Vordergrund stehen.
Der Aufbau des Aufhängungssystems dieses Ausführungsbeispiels
wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben.
In Fig. 2 sind eine Kraftfahrzeugkaraosserie 1, Vorderräder 2 F
und Hinterräder 2 R gezeigt. Hydraulikzylinder 3 sind jeweils
zwischen der Karosserie 1 und den Vorderrädern 2 F und den Hin
terrädern 2 R vorgesehen.
Jeder Hydraulikzylinder 3 enthält eine Hydraulikkammer 3c, die
durch einen in den Zylinderkörper 3a eingefügten Kolben 3b
aufgeteilt ist. Ein oberes Ende eines Stabs 3d, der mit jedem
Kolben 3b verbunden ist, ist mit der Karosserie 1 verbunden,
und die Zylinderkörper 3a sind jeweils mit den Vorder- und
Hinterrädern 2 F, 2 R verbunden.
Die Hydraulikkammer 3c des Hydraulikzylinders 3 ist über einen
Verbindungspfad 4 mit einer Luftfeder 5 verbunden. Die Luft
feder 5 beinhaltet eine Luftkammer 5f und eine Hydraulikkammer
5g, die durch ein Diaphragma 5e ausgebildet sind. Die Hydrau
likkammer 5g schließt an die Hydraulikkammer 3c des Hydrau
likzylinders 3 an.
Eine Hydraulikpumpe ist mit 8 bezeichnet, ein Durchflußbegren
zungsventil ist mit 9 bezeichnet und ist an einem Hydraulik
pfad 10 vorgesehen, der mit der Hydraulikpumpe 8 und jedem
Hydraulikzylinder durch eine Hochdruck-Ölleitung verbunden
ist. Das Durchflußbegrenzungsventil 9 wirkt zum Einstellen
der Durchflußrate durch Zuführen und Abgeben von Fluid (Öl)
zu/aus dem Hydraulikzylinder 3.
Weiterhin erfaßt ein Hauptdrucksensor 12 einen Ölentladedruck
der Hydraulikpumpe 8 und einen gespeicherten Druck bzw. einen
Gesamtdruck bzw. einen Akkumulationsdruck in Druckspeichern
22a und 22b (die später beschrieben werden). Ein Zylinder
drucksensor 13 erfaßt einen Hydraulikdruck P der Hydraulik
kammer 3c jedes Hydraulikzylinders 3.
Kraftfahrzeughöhensensoren 14 erfassen Kraftfahrzeughöhen X(s)
(d. h. einen Betrag des Zylinderhubs) der entsprechenden Räder
2 F, 2 R. Ein Vertikalbeschleunigungssensor 15 erfaßt eine
vertikale Beschleunigung (Federbeschleunigung einer Masse über
den Rädern 2 F, 2 R) und ein Lateralbeschleunigungssensor erfaßt
eine laterale Beschleunigung YG. Ein Lenk- bzw. Steuerwinkel
sensor 17 erfaßt einen Lenk- bzw. Steuerwinkel der Vorderräder
2 F und ein Kraftfahrzeuggeschwindigkeitssensor 18 erfaßt die
Kraftfahrzeuggeschwindigkeit. Die durch diese Sensoren 12 bis
18 erfaßten Detektionssignale werden in eine Steuereinheit 19
eingegeben, die eine CPU enthält und zur variablen Steuerung
der Eigenschaft der Aufhängung verwendet wird.
Eine Warnungsanzeige 110 ist von der vorderen Seite aus ge
sehen in einer Instrumententafel (nicht gezeigt) eingebaut.
Die Warnungsanzeige 110 empfängt von der Steuereinheit 19
einen Befehl zum Einschalten einer Lampe und hat zwei Warn
lampen. Eine Warnlampe A leuchtet auf, wenn eine Einheit des
Durchflußbegrenzungssystems einen Fehler gemacht hat, während
eine Warnlampe B aufleuchtet, wenn die Steuerung des Zuführens
und des Abgebens des Durchflusses durch Schließen eines später
beschriebenen Absperrventils (zeitweilig) außer Kraft gesetzt
wird.
Fig. 3 ist ein Diagramm, das einen Hydraulik-Schaltkreis dar
stellt, der ein Zuführen/Abgeben von Fluid in bezug auf den
Hydraulikzylinder 3 steuert. In Fig. 3 besteht die Hydraulik
pumpe 8 aus einer Kolbenpumpe vom variablen Versatz-Typ und
ist eine Zwillingspumpe mit einer Hydraulikpumpe 21 für eine
Leistungssteuerungsvorrichtung, die durch eine Antriebsquelle
20 angetrieben wird. Druckspeicher 22a sind mit einer
Durchführung 10 verbunden, die mit der Hydraulikpumpe 8 ver
bunden ist, und die Durchführung 10 ist in eine Vorderrad-
Durchführung 10 F und eine Hinterrad-Durchführung 10 R aufge
teilt. Die Vorderrad-Durchführung 10 F ist weiterhin in eine
Durchführung für das linke Vorderrad 10 FL und eine Durchführung
für das rechte Vorderrad 10 FR aufgeteilt. Jede der
Durchführungen 10 FL und 10 FR sind jeweils mit den Hydraulikkam
mern 3c der Hydraulikzylinder 3 FL und 3 FR jedes Rades verbunden.
Die Hinterrad-Durchführung 10 R ist mit einem der Druckspeicher
22b verbunden und ist an der stromabwärtigen Seite in eine
Durchführung für das linke Hinterrad 10 RL, und eine Durchführung
für das rechte Hinterrad 10 RR aufgeteilt. Jede der
Durchführungen 10 RL, und 10RR ist jeweils mit den Hydraulikkam
mern 3c der Hydraulikzylinder 3 RL und 3 RR jedes Rads verbunden.
Luftfedereinheiten 5 FL, 5 FR, 5 RL, 5 RR, die jeweils mit den Hy
draulikzylindern 3 FL, 3 FR, 3 RL, 3 RR verbunden sind, bestehen je
weils aus einer Vielzahl von Federn, in der Figur
beispielsweise aus vier Luftfedern 5a, 5b, 5c und 5d. Diese
Luftfedern 5a, 5b, 5c und 5d sind über eine Verbindungs
durchführung 4 parallel mit der Hydraulikkammer 3c der Hydrau
likzylinder 3 verbunden. Die Luftfedern 5a, 5b, 5c und 5d
sind an dem Verzweigungspunkt der Verbindungsdurchführung 4
jeweils mit einer Öffnung 25 versehen und dienen für einen
Dämpfungseffekt und einen Puffereffekt. Ein Entleerungskraft
verteilventil 26, das einen Bereich eines Durchführungsab
schnitts einstellt, ist zwischen der ersten Luftfeder 5a und
der zweiten Luftfeder 5b in der Verbindungsdurchführung 4
vorgesehen und hat zwei Zustände, nämlich einen offenen Zu
stand und einen geschlossenen Zustand, der den Bereich des
Durchführungsabschnitts bemerkenswert beschränkt.
Die Durchführung 10 ist an der stromaufwärtigen Seite des
Druckspeichers 22a mit einem Entladeventil 27 und einem Durch
flußbegrenzungsventil 28 verbunden. Das Entladeventil 27 hat
einen Einführungs- und einen Entladezustand. Im Einführungs
zustand wird Öl unter Druck, das aus der Hydraulikpumpe 8 ent
laden ist, in einen Zylinder 8a eingeführt, und eine
Entlademenge der Hydraulikpumpe 8 wird reduziert. Im Entlade
zustand wird der Öldruck in dem Zylinder 8a entladen. Das
Entladeventil 27 kann von dem Entladezustand zu dem
Einführungszustand schalten, wenn der Entladedruck der Hydrau
likpumpe 8 einen vorbestimmten maximalen Druck erreicht (etwa
160 kgf/cm2) und behält diesen Zustand bei, wenn der Druck ge
ringer als ein vorbestimmter minimaler Druck ist (etwa 120 kgf/cm2).
Das Entladeventil 27 wirkt als ein Druckeinstel
lungsventil, das den Öldruck der Hydraulikpumpe 8 in dem vor
bestimmten Bereich (120-160 kgf/cm2) hält und steuert. Das
Durchflußbegrenzungsventil 28 hat auch einen Einführungszu
stand und einen Entladezustand. Im Einführungszustand wird
der Öldruck von der Hydraulikpumpe 8 über das Entladeventil 28
zu dem Zylinder 8a eingeführt, und im Entladezustand wird der
Öldruck des Zylinders 8a zu einem Speicher bzw. Behälter 29
entladen. Das Durchflußbegrenzungsventil 28 hat eine Funk
tion, den Ölentladebetrag der Hydraulikpumpe 8, der konstant
sein soll, durch Beibehalten der Druckdifferenz zwischen dem
oberen Strom und dem unteren Strom der Öffnung 30 der
Durchführung 10 beizubehalten und zu steuern.
Jedoch wird Öl durch den gespeicherten Druck der Druckspeicher
22a und 22b zu jedem Hydraulikzylinder 3 zugeführt. Der ge
speicherte Druck der Druckspeicher 22a und 22b ist im wesent
lichen derselbe wie der Druck an der stromabwärtigen Seite des
Druckspeichers der Durchführung 10, die die Hauptdurchführung
ist, und dieser wird "Hauptdruck" genannt.
Andererseits sind die vier Durchflußbegrenzungsventile 9, die
jedem Rad entsprechen, an der stromabwärtigen Seite der Druck
speicher 22a vorgesehen. Nur der Aufbau des Durchflußbegren
zungsventils 9 der Seite des linken Vorderrads wird
beschrieben, da der Aufbau des entsprechenden Teils des Rads
derselbe wie jener des Durchflußbegrenzungsventils 9 der Seite
des linken Vorderrads ist.
Das Durchflußbegrenzungsventil 9 besteht aus einem Zuflußven
til 35 und einem Auslaßventil 37. Das Zuflußventil 35 hat
zwei Zustände: einen geschlossenen Zustand und einen
Zuführzustand, der den Grad der Offenheit (offener Zustand)
ändern kann. Das Zuflußventil 35 ist in der Durchführung für
das linke Vorderrad 10 FL der Durchführung 10 vorgesehen und das
Fluid (Öl) unter Druck, das in dem Druckspeicher 22a gespei
chert ist, wird durch ein Öffnen mittels Feineinstellung zu
dem Hydraulikzylinder 3 FL zugeführt. Weiterhin hat das Aus
laßventil 37 zwei Zustände: einen geschlossenen Zustand und
einen Abgabe- oder Ausgabezustand (offener Zustand), der die
Offenheit ändern kann. Das Auslaßventil 37 ist in der
Durchführung 36 vorgesehen, die den Speicher 29 mit der
Durchführung für das linke Vorderrad 10 FL verbindet, und das
Fluid, das zu dem Hydraulikzylinder 3 FL zugeführt wird, wird
mittels Feineinstellung zu dem Speicher 29 ausgelassen. Das
Zuflußventil 35 und das Auslaßventil 37 sind Ventile vom Ab
standsringtyp und enthalten jeweils ein Differentialdruck-
Regelventil, das den Hydraulikdruck beim offenen Zustand auf
einem vorbestimmten Wert hält.
Ein Absperrventil 38, das auf einen Vor- bzw. Pilotdruck ant
wortet, ist als isolierendes Tellerventil in der Durchführung
für das linke Vorderrad 10 FL zwischen dem Zuflußventil 35 und
dem Hydraulikzylinder 3 FL vorgesehen. Das Absperrventil 38 ist
derart angeordnet, daß der Hydraulikdruck (d. h. der Hauptdruck
oder eine in den Druckspeichern 22a, 22b gespeicherte Kraft)
in der Durchführung 10 an der stromaufwärtigen Seite des Zu
flußventils 35 als ein Pilotdruck durch eine Pilotleitung 39
eingeführt wird, und das Ventil wird geschlossen, wenn der
Pilotdruck geringer als 70 kgf/cm2 ist. Das bedeutet, daß,
wenn der Hauptdruck größer als 70 kgf/cm2 ist, das Öl unter
Druck zu dem Zylinder 3 zugeführt wird und Öl von dem Zylinder
3 entladen wird.
Ein fehlersicheres Ventil 41 ist in der Durchführung 42 vorge
sehen, die die stromabwärtige Seite des Druckspeichers 22a der
Durchführung 10 und die Durchführung 36 verbindet. Das feh
lersichere Ventil 41 wirkt derart, daß das gespeicherte Öl der
Druckspeicher 22a und 22b durch Schalten des fehlersicheren
Ventils 41 in den offenen Zustand bei einem Fehler zu dem
Speicher 29 zurückgebracht wird, und der Zustand hohen Drucks
wird gelöst. Weiterhin ist eine Öffnung 43 in der Pilotlei
tung 39 vorgesehen und arbeitet zum Verzögern eines Schließens
des Absperrventils 38, wenn das fehlersichere Ventil 41
geöffnet ist. Ein Sicherheitsventil 44 bringt das Öl zu der
Durchführung 36 zurück, wenn der Öldruck der Hydraulikkammer
3c jedes Hydraulikzylinders 3 FL, 3 FR anormal erhöht ist. Ein
Rückkehrdruckspeicher 45 ist mit der Durchführung 36 verbunden
und speichert den Druck, wenn das Öl von dem Hydraulikzylinder
3 entladen wird.
Eine Durchflußbegrenzung bzw. -steuerung durch die Steuerein
heit 19 zu jedem Zylinder 3 wird basierend auf den Fig. 4 bis
6 beschrieben.
Fig. 4 ist ein Diagramm zum Erklären der Theorie zum Erzeugen
eines Steuersignals Q zum Steuern des Durchflußbetrags zu
jedem Zylinder 3. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, besteht die
Durchflußbegrenzung bzw. -steuerung durch die Steuereinheit 19
aus einem Kraftfahrzeughöhen-Steuerungs-Untersystem A, einem
Kraftfahrzeughöhen-Versatzunterdrückungs-Untersystem B, einem
Vertikalbeschleunigungs-Unterdrückungs-Untersystem C, und
einem Verdrehungs-/Verwindungs-Unterdrückungs-Untersystem D.
Diese Untersysteme erzeugen jeweils Durchflußsteuerungssignale
Q1, Q2, Q3, Q4. Diese Signale werden an jedem Rad aufsummiert,
und die Summe wird als Steuersignale (QFR, QFL, QRR, QRL) für das
Rad bestimmt.
Die Steuerung in jedem Untersystem wird allgemein unter Bezug
nahme auf Fig. 4 beschrieben.
In dem Kraftfahrzeughöhen-Steuerungs-Untersystem A berechnen
und erzeugen Berechungseinheiten 100 B, 100 P, 100 R eine Hub
schwingungskomponente, eine Nickkomponente und eine
Rollkomponente eines Kraftfahrzeugversatzes aus vier Kraft
fahrzeughöhensignalen Xs von den vier Höhensensoren 14 an den
vier Rädern. Jede der Berechnungseinheiten 101 B, 100 P, 101 R
berechnet ein Durchflußsteuerungssignal bezüglich jeder Kompo
nente. Die Durchflußsteuerungssignale, die aufgrund der drei
Komponenten berechnet sind, werden in jedem Rad aufsummiert
und als QFR1, QFL1, QRR1, QRL1 ausgegeben.
In dem Kraftfahrzeughöhen-Versatzunterdrückungs-Untersystem B
differenziert eine Differenziereinheit 102 die vier Höhensig
nale, Berechnungseinheiten 103 P und 103 R extrahieren eine Nick
komponente und eine Rollkomponente aus den differenzierten
Signalen, und Berechnungseinheiten 104 P und 104 R berechnen
Durchflußsteuerungssignale jeweils aufgrund sowohl der Nick
komponente als auch der Rollkomponente. Die Durchflußsteue
rungssignale aufgrund der berechneten zwei Komponenten werden
in jedem Rad auf summiert und als QFR2, QFL2, QRR2, QRL2 ausgegeben.
In dem Vertikalbeschleunigungs-Unterdrückungs-Untersystem C
berechnen und erzeugen Berechnungseinheiten 105 B, 105 P, 105 R
eine Hubschwingungskomponente, eine Nickkomponente und eine
Rollkomponente aus den Beschleunigungssignalen GFR, GFL, GR von
den drei Beschleunigungssensoren 15, die jeweils an dem
rechten Vorderrad, dem linken Vorderrad und einem Mittelpunkt
zwischen den Hinterrädern angebracht sind. Berechnungsein
heiten 106 B, 106 P, 106 R berechnen Durchflußsteuerungssignale
aufgrund jeder Komponente. Die Durchflußsteuerungssignale der
berechneten drei Komponenten werden in jedem Rad integriert
und als QFR3, QFL3, QRR3, QRL3 ausgegeben.
In dem Untersystem D berechnet eine Berechnungseinheit 108
eine Druckdifferenz (PFR - PFL und PRR - PRL) zwischen dem
rechten Zylinder und dem linken Zylinder basierend auf jedem
Drucksignal P in den vier Druckzylindern. Die Berechnungsein
heit 108 rechnet zum Erzeugen eines derartigen Steuerbetrag,
daß die Druckdifferenz zwischen dem rechten und dem linken
Zylinder null wird. Weiterhin korrigiert eine Korrktureinheit
basierend auf dem Lateral-G-Signal YG und einem Differential
signal dYG/dt zum Erzeugen eines derartigen Steuerungsbetrags,
daß die Druckdifferenz zwischen dem rechten und dem linken
Zylinder null wird. Die korrigierten Steuersignale werden als
QFR4, QFL4, QRR4, QRL4 ausgegeben. Die Merkmale I-III des
Ausführungsbeispiels werden durch das Untersystem D ausgeführt
und Einzelheiten des Untersystems werden später beschrieben.
Die Steuerung durch die Steuereinheit 19, die allgemein in
Verbindung mit Fig. 4 beschrieben ist, wird weiterhin im ein
zelnen basierend auf den Fig. 5 und 6 beschrieben.
Wie es oben beschrieben ist, besteht die Steuerung der Steuer
einheit 19 aus dem Kraftfahrzeughöhen-Steuerungs-Untersystem
A, dem Kraftfahrzeughöhen-Versatzunterdrückungs-Untersystem B,
dem Vertikalbeschleunigungs-Unterdrückungs-Untersystem C, dem
Verdrehungs-/Verwindungs-Unterdrückungs-Untersystem D und dem
Rollsteuerungs-Korrektur-Untersystem E. Das Kraftfahrzeug
höhen-Steuerungs-Untersystem A steuert die Kraftfahrzeughöhe
basierend auf den Höhensignalen XFR, XFL, XRR, XRL der Höhensen
soren 14 FR, 14 FL, 14 RR, 14 RL zu einer Zielhöhe. Das Kraftfahr
zeughöhen-Versatzunterdrückungs-Untersystem B unterdrückt den
Kraftfahrzeughöhenversatz basierend auf Kraftfahrzeughöhen
versatz-Beschleunigungssignalen YFR, YFL, YRR, YRL, die aus den
Kraftfahrzeughöhensignalen X erhalten werden. Das Vertikal
beschleunigungs-Unterdrückungs-Untersystem C reduziert eine
Vibration des Kraftfahrzeugs basierend auf den Vertikalbe
schleunigungssignalen GFR, GFL, GRR, GRL der drei Zylinderdruck
sensoren 15 FR, 15 FL, 15 R. Das Verdrehungs-/Verwindungs-
Unterdrückungs-Untersystem D bestimmt eine Zielkraftfahr
zeughöhe HT basierend auf den Drucksignalen PFR, PFL, PRR, PRL der
Zylinderdrucksensoren 13 FR, 13 FL, 13 RR, 13 RL jedes Rads. Das
Roll-Korrektur-Untersystem E korrigiert das Rollen basierend
auf dem Lateralbeschleunigungssignal YG des Lateralbeschleuni
gungssensors 16.
In dem Steuerungs-Untersystem A ist eine Hubschwingungskompo
nenten-Berechnungseinheit (die 100 B in Fig. 4 entspricht) mit
dem Bezugszeichen 50 bezeichnet. Die Hubschwingungskomponente
wird durch Aufsummieren der Ausgaben XFR und XFL des rechten und
des linken Vorderrads 2 F aus den Höhensignalen XFR, XFL, XRR, XRL
der vier Höhensensoren 14 FR, 14 FL, 14 RR, 14 RL erhalten. Das be
deutet, daß die Hubschwingungskomponenten-Berechnungseinheit
50 berechnet:
Hubschwingungskomponente = XFR + XFL + XRR + XRL
Eine Nickkomponenten-Berechnungseinheit (die 100 P in Fig. 4
entspricht) ist mit dem Bezugszeichen 51 bezeichnet. Die
Nickkomponente wid durch Subtrahieren der Ausgaben XRR und XRL
des rechten und des linken Hinterrads 2 R von der Summe von XFR
und XFL des rechten und des linken Vorderrads 2 F erhalten. Das
bedeutet, daß die Nickkomponenten-Berechnungseinheit 51
berechnet:
Nickkomponente = (XFR + XFL) - (XRR + XRL)
Eine Rollkomponenten-Berechnungseinheit (die 100 R in Fig. 4
entspricht) ist mit dem Bezugszeichen 52 bezeichnet. Die
Rollkomponente wird durch Addieren der Differenz zwischen den
Ausgaben des rechten und des linken Vorderrads 2 F (XFR - XFL)
und der Differenz zwischen den Ausgaben des rechten und des
linken Hinterrads 2 R (XRR - XRL) erhalten. Das bedeutet, daß
die Rollkomponenten-Berechnungseinheit 52 berechnet:
Rollkomponente = (XFR - XFL) + (XRR - XRL)
Eine Hubschwingungsbetrag-Berechnungseinheit (die 101 B in Fig.
4 entspricht) ist mit dem Bezugszeichen 53 bezeichnet, und
gibt eine Hubschwingungskomponente ein, die durch die
Hubschwingungskomponenten-Berechnungseinheit 50 und die
Zielhöhe TH berechnet ist, und berechnet eine Steuervariable
für die Hubschwingungssteuerung des Durchflußbegrenzungsven
tils 9 basierend auf dem Verstärkungskoeffizienten KB1. Eine
Nickbetrag-Berechnungseinheit 54 (die 101 P in Fig. 4 ent
spricht) gibt eine Nickkomponente ein, die durch die Nickkom
ponenten-Berechnungseinheit 51 berechnet ist, und berechnet
eine Steuervariable für die Nicksteuerung basierend auf dem
Verstärkungskoeffizienten KP1. Eine Rollbetrag-Berechnungsein
heit 55 (die 101 R in Fig. 4 entspricht) gibt eine Rollkompo
nente ein, die durch die Rollversatzkomponenten-Berechnungs
einheit 52 und einen Zielrollversatz TR berechnet ist, und be
rechnet eine Steuervariable für die Hubschwingungssteuerung
basierend auf den Verstärkungskoeffizienten KFR1, KRR1, um dem
Zielrollversatz TR zu entsprechen.
Jede der Steuervariablen, die durch die Berechnungseinheiten
53, 54 und 55 berechnet sind, werden bezüglich ihrer Vorzei
chen in jedem Rad invertiert (invertiert, um entgegengesetzt
zu den Vorzeichen des Höhenversatzsignals des Höhensensors 14
zu sein), eine Steuervariable der Hubschwingung, des Nickens
und des Rollens werden jeweils in dem Untersystem A addiert,
und Durchflußsignale QFR1, QFL1, QRR1, QRL1 des Durchflußbegren
zungsventils 9 weden erhalten.
Genauer ausgedrückt geben Berechnungseinheiten 90 Steuersig
nale aus, deren Vorzeichen alle von den Steuervariablen inver
tiert sind, die durch die Berechnungseinheit 53 berechnet
worden sind. Das Steuersignal wird zum Unterdrücken einer
Hubschwingung bei jedem Rad dienen. Weiterhin gibt ein Addie
rer 91 ein Steuersignal aus, das eine Nickbewegung zwischen
den Vorder- und den Hinterrädern durch Addieren der Signale
steuert, deren Vorzeichen entgegengesetzt zu den Vorzeichen
sind, die in der Berechnungseinheit 51 zu den Signalen addiert
sind, die durch die Berechnungseinheit 54 berechnet sind
(d. h., daß den Hinterrädern die entgegengesetzten Vorzeichen
der Vorderräder gegeben werden). Addierer 92, 93 erzeugen
Steuersignale, die das Rollen zwischen den rechten und den
linken Rädern unterdrücken, und zwar durch Addieren der Sig
nale, deren Vorzeichen entgegengesetzt zu den Vorzeichen sind,
die durch die Berechnungseinheit 52 erhalten sind, zu den
Steuersignalen, die durch die Berechnungseinheit 55 berechnet
sind.
Tiefpaßfilter 80 B (für das Hubschwingen), 80 P (für das Nicken),
80 RF (für das Vorderradrollen) und 80 RR (für das Hinterrad
rollen) sind jeweils zwischen den Berechnungseinheiten 53, 54,
55 und den Addierern 90, 91, 92, 93 vorgesehen. Wenn ein
Steuersignal, das durch die Berechnungseinheiten 53, 54, 55
berechnet ist, größer als die vorbestimmten Grenzfrequenzen XH1,
XH2, XH3, XH4 ist, schneiden diese Tiefpaßfilter das Steuersignal
ab und geben das Signal aus, dessen Frequenz geringer als XH1~
XH4 ist.
Einzelheiten des Untersystems B werden unter Bezugnahme auf
Fig. 5 beschrieben. In dem Untersystem B werden die Höhensig
nale XFR, XFL, XRR, XRL von den Höhensensoren 14 FR - 14 RL in Dif
ferenziereinheiten 56 FR, 56 FL, 56 RR, 56 RL eingegeben, und
differenzierte Komponenten der Höhensignale XFR, XFL, XRR, XRL
aus jeder Einheit 56 FR - 56 RL, d. h. das Höhenversatzbeschleuni
gungssignal YFR, YFL, YRR, YRL, können erhalten werden. Weiter
hin wird das Höhenversatzbeschleunigungssignal Y erhalten aus:
Y = (Yn - Xn-1)/T
Xn: Kraftfahrzeughöhenversatz der Zeit t
Xn-1: Kraftfahrzeughöhenversatz der Zeit t - 1
T: Abtastdauer
Xn-1: Kraftfahrzeughöhenversatz der Zeit t - 1
T: Abtastdauer
In Fig. 5 berechnet eine Nickkomponenten-Berechnungseinheit
57a (die 103 P in Fig. 4 entspricht) eine Nickkomponente durch
Subtrahieren der Summe der Ausgaben YRR, YRL der Höhenversatz
beschleunigung der Hinterräder 2 R aus der Summe der Höhenver
satzbeschleunigung der Vorderräder 2 F. Das bedeutet, daß die
Nickkomponenten-Berechnungseinheit 57a berechnet:
Nickkomponente des Kraftfahrzeugversatzes
= (YFR + YFL) + (YRR + YRL)
Eine Rollkomponenten-Berechnungseinheit 57b (die 103 R in Fig. 4
entspricht) berechnet die Differenz YFR - YFL der Höhenversatz
beschleunigung der Vorderräder und die Differenz YRR - YRL der
Höhenversatzbeschleunigung der Hinterräder. Das bedeutet, daß
die Rollkomponenten-Berechungseinheit 57b berechnet:
Rollkomponente des Kraftfahrzeugversatzes
= (YFR - YFL) + (YRR -YRL)
Weiterhin gibt eine Nickbetrag-Berechnungseinheit 58 (die 104 P
in Fig. 4 entspricht) eine Nickkomponente ein, die durch die
Nickkomponenten-Berechnungseinheit 57a berechnet ist, und be
rechnet eine Steuervariable jedes Durchflußbegrenzungsventils
9 der Nicksteuerung basierend auf dem Verstärkungskoeffizi
enten KP2. Eine Rollbetrag-Berechnungseinheit 59 (die 104 R in
Fig. 4 entspricht) gibt eine Rollkomponente ein, die durch die
Rollkomponenten-Berechnungseinheit 57b berechnet ist, und be
rechnet eine Steuervariable jedes Durchflußbegrenzungsventils
9 der Rollsteuerung basierend auf den Verstärkungskoeffizi
enten KFR2, KRR2.
Jede der Steuervariablen, die jeweils durch Steuereinheiten 58
und 59 berechnet sind, wird in jedem Rad invertiert
(invertiert, um bezüglich dem Vorzeichen dem Höhenversatz
beschleunigungssignal der Differenziereinheiten 56 FR - 56 RL
entgegengesetzt zu sein) und der Nicksteuerbetrag und der
Rollsteuerbetrag werden jeweils addiert. Somit werden Durch
flußsteuerungssignale QFR2, QFL2, QRR2, QRL2 des Durchflußbegren
zungsventils 9 erhalten.
In dem Untersystem C der Fig. 6 summiert eine
Hubschwingungskomponenten-Berechnungseinheit 60 (die 105 B in
Fig. 4 entspricht) Ausgaben GFR, GFL, GR der drei Vertikalbe
schleunigungssensoren 15 FR, 15 FL, 15 R und berechnet:
Hubschwingungskomponente der Vertikal-G = GFR + GFL + GR
Eine Nickkomponenten-Berechnungseinheit 61 (die 105 P in Fig. 4
entspricht) subtrahiert die Ausgabe GR des Hinterrads 2 R von
der Summe einer Hälfte der Ausgabe GFR und einer Hälfte der
Ausgabe GFL der Vorderräder und berechnet:
Nickkomponente der Vertikal-G = 1/2(GFR + GFL) - GR
Eine Rollkomponenten-Berechnungseinheit 62 (die 105 R in Fig. 4
entspricht) subtrahiert die Ausgabe GFL des linken Vorderrads
von der Ausgabe GFR des rechten Vorderrads und berechnet:
Rollkomponente der Vertikal-G = GFR - GFL.
Weiterhin gibt eine Hubschwingungsbetrag-Berechnungseinheit 63
(die 106 B in Fig. 4 entspricht) die Hubschwingungskomponente
ein, die durch die Berechnungseinheit 60 berechnet ist, und
berechnet eine Steuervariable in bezug auf das Durchflußbe
grenzungsventil 9 jedes Rads für die Hubschwingungssteuerung
basierend auf dem Verstärkungskoeffizienten KB3. Eine Nickbe
trag-Berechnungseinheit 64 (die 106 P in Fig. 4 entspricht) gibt
die Nickkomponente ein, die durch die Nickkomponenten-Berech
nungseinheit 61 berechnet ist, und berechnet eine Steuervari
able in bezug auf das Durchflußbegrenzungsventil 9 in der
Nicksteuerung basierend auf dem Verstärkungskoeffizienten KP3.
Eine Rollkomponenten-Berechnungseinheit 65 (die 106 R in Fig. 4
entspricht) gibt die Rollkomponente ein, die durch die Roll
komponenten-Berechnungseinheit 62 berechnet ist, und berechnet
eine Steuervariable bei der Rollsteuerung basierend auf den
Verstärkungskoeffizienten KFR3, KRR3.
Jede Steuervariable, die in den Berechnungseinheiten 63, 64,
65 berechnet ist, um den vertikalen Versatz des Kraftfahrzeugs
durch die Hubschwingungskomponente, die Nickkomponente und die
Rollkomponente zu unterdrücken, wird bei jedem Rad invertiert.
Jede Steuervariable der Hubschwingungs-, der Nick- und der
Rollkomponente wird in bezug auf jedes Rad addiert und die
Durchflußsteuerungssignale QFR3, QFL3, QRR3, QRL3 werden in dem
Untersystem C erhalten.
Tiefpaßfilter 85 B (für das Hubschwingen), 85 P (für das Nicken),
85 RF (für das Vorderradrollen) sind zwischen den Berechnungs
einheiten 63, 64, 65 und Addierern 97, 98, 99, 111 vorgesehen.
Wenn die Steuersignale, die durch die Berechnungseinheiten 63,
64, 65 berechnet sind, größer als die vorbestimmte Anzahl von
Grenzfrequenzen XG1, XG2, XG3, XG4 sind, werden die Steuersignale
abgeschnitten und nur die Signale, deren Grenzfrequenzen unter
XG1~XG4 sind, werden ausgegeben.
Das Steuerungs-Untersystem D wird unter Bezugnahme auf Fig. 7
beschrieben. Die in das Untersystem D eingegebenen Signale
sind Drucksignale des jeweiligen Zylinders (d. h. Hydraulik
drucksignale PFR, PFL von den zwei Zylinderdrucksensoren 13 FR,
13 FL der Vorderräder und Hydraulikdrucksignale PRR, PRL von den
zwei Zylinderdrucksensoren 13 RR, 13 RL, der Hinterräder), und Aus
gangssignale sind Durchflußsteuerungssignale (QFR4, QFL4, QRR4,
QRL4). Diese Hydraulikdrucksignale werden durch Filter mit
einer vorbestimmten Grenzfrequenz (XD1, XD2, XD3, XD4) gefiltert
und in die Berechnungseinheiten 70a und 70b eingegeben. In
den Berechnungseinheiten 70a und 70b werden jeweils eine
Druckdifferenz (PFR - PFL) zwischen dem rechten Vorderrad und
dem linken Vorderrad und eine Druckdifferenz (PRR - PRL)
zwischen dem rechten Hinterrad und dem linken Hinterrad
berechnet.
Andererseits wird das Lateral-G-Signal YG bei der durch ein
Tiefpaßfilter 130 vorbestimmten Grenzfrequenz XY abgeschnitten.
Ein Verzögerungselement ist mit 131 bezeichnet. Ein Signal
YGn+1 vor der Verzögerungseinheit und das Signal YGn nach der
Verzögerungseinheit werden in eine Subtrahiereinheit 132
eingegeben. D. h., daß die Verzögerungseinheit 131 und eine
Subtrahiereinheit 132 eine Differenziereinheit bilden. Wenn
das differenzierte Signal durch dYG/dt ausgedrückt wird, ist
ein Signal in einem Addierer 136:
YG.KG5 + dYG/dt.KG6 (1)
KG5 und KG6 sind vorbestimmte Verstärkungskoeffizienten.
Vorbestimmte Verstärkungen sind mit 137a und 137b bezeichnet
und ihre Werte sind jeweils KF.a und KR.a. Die Charakteris
tiken von a sind in Fig. 9 gezeigt. Weiterhin sind KF und KR
jeweils Koeffizienten für die Vorderräder und die Hinterräder.
Zum Verhindern eines untersteuerten Zustands erfolgt eine der
artige Einstellung, daß
Vorderradkoeffizient < Hinterradkoeffizient
Demgemäß sind die Signale, die zu der Minus-Seite von Addie
rern 150a und 150b eingegeben werden, jeweils:
(YG.KG5 + dYG/dt.KG6).KF.a (2)
(YG.KG5 + dYG/dt.KG6).KR.a (3)
Demgemäß sind die Ausgaben der Addierer 150a und 150b jeweils:
(PFR - PFL) - (YG.KG5 + dYG/dt.KG6).KF.a (4)
(PRR - PRL) - (YG.KG5 + dYG/dt.KG6).KR.a (5)
Diese Ausgaben werden in 151a und 151b jeweils mit
Verstärkungen KG7, KG8 multipliziert und ihre Vorzeichen werden
durch 152a, 152b, 153a, 153b invertiert. Die Bedeutung der
Formeln der (4) und (5) wird nachfolgend betrachtet.
Wenn der Ausdruck (YG.KG5 + dYG/dt.KG6) der Formeln (4) und
(5) nicht existiert, ist das Durchflußsteuerungssignal Q4 ein
Signal zum derartigen Steuern, daß die Druckdifferenz zwischen
dem rechten Zylinder und dem linken Zylinder (die Differenz
zwischen PFR - PFL und PRR - PRL) Null wird. Jedoch sind in den
Formeln (4) und (5), wenn (YG.KG5 + dYG/dt.KG6).KF.a und
(YG.KG5 + dYG/dt.KG6).KR.a jeweils von (PFR - PFL) und (PRR -
PRL) subtrahiert werden, die folgenden Druckdifferenzen
zulässig:
(PFR - PFL) = (YG.KG5 + dYG/dt.KG6).KF.a (6)
(PRR - PRL) = (YG.KG5 + dYG/dt.KG6).KR.a (7)
Demgemäß werden die obigen Druckdifferenzen durch die Roll
steuerung nicht korrigiert. Anders ausgedrückt wird die
Kontinuität der Rollbewegung; bei der Drehoperation verbessert,
da die Drücke beim Fahren einer Kurve an den äußeren Rädern
höher als jene an den inneren Rädern sind, wenn diese Druck
differenzen zulässig sind und die obige Zylinderdrucksteuerung
durchgeführt wird, die die Lateralbeschleunigung berücksich
tigt. Dies ist deshalb so, weil keine nutzlose Rollsteuerung
durchgeführt wird. Das bedeutet, daß bei der herkömmlichen
Technik die auf der Druckdifferenz basierende Steuerung und
die auf dem Lateral-G-Signal basierende Steuerung sich gegen
seitig stören, was in einem Verfolgungszustand der Rollsteuer
ung und einer Verschlechterung der Rollkontinuität resultiert.
Jedoch ist bei dem Ausführungsbeispiel die Kontinuität beru
higt, da keine nutzlose Rollsteuerung durchgeführt wird.
Fig. 8 ist ein Flußdiagramm des Steuerungsverfahrens während
des auf der Steuerung eines Mikrocomputers basierenden
Ausführens der in Fig. 7 gezeigten Operation. Die Operation
des Schritts S2 ist dieselbe wie jene der Verstärkungseinstel
lungseinheit 134. Es wird angenommen, daß der Ausgang der
Verstärkungseinstellungseinheit 134 P1 ist. Die Operation des
Schritts S4 ist dieselbe wie jene des Addierers 136. Beim
Schritt S6 wird ein Zielwert PTF der Vorderradseite wie folgt
berechnet:
PTF = PT.KF.a
Bei Schritt S8 wird ein Zielwert PTR der Hinterräder wie folgt
berechnet:
PTR = PT.KR.a
Die Operationen bei den Schritten S6 und S8 sind dieselben wie
jene der Verstärkungseinstellungseinheiten 137a und 137b. Bei
Schritt S10 werden die Durchflußsteuerungssignale Q4 in jedem
Zylinder jeweils wie folgt bestimmt:
QFR4 = + (PFR - PFL - PTF).KG7
QFL4 = - (PFR - PFL - PTF).KG7
QRR4 = + (PRR - PRL - PTF).KG8
QRL4 = - (PRR - PRL - PTF).KG8
Diesselben Effekte können entweder von der
Aufhängungssteuerung durch die in Fig. 7 gezeigte Hardware
oder der Aufhängungssteuerung durch die in Fig. 8 gezeigte
Software erhalten werden. Die zweite Art des Ausführungsbeis
piels, nämlich die Aufhängungssteuerung durch Software, ver
bessert die Konvergenz der Rollunterdrückungssteuerung durch
Einstellen des Zielwerts PT basierend auf der Lateralbesch
leunigung YG, wenn die Rollbewegung der Kraftfahrzeugkarosserie
kurz ist.
Fig. 9 stellt die Charakteristiken des Koeffizienten a dar.
Der Koeffizient a wird bei hoher Geschwindigkeit auf einen
hohen Wert eingestellt und bei geringer Gschwindigkeit auf
einen niedrigen Wert. Dies ist zum Erreichen der Steuerstabi
lität durch Erhöhen der Konvergenz der Rollsteuerung bei der
hohen Geschwindigkeit so vorgesehen, während bei niedriger
Geschwindigkeit die Bequemlichkeit durch Reduzieren der
Verstärkung erreicht wird.
Claims (7)
1. Steuerung für die Radaufhängungen eines Kraftfahrzeugs mit
zwischen der Kraftfahrzeugkarosserie (1) und jedem Kraft
fahrzeugrad vorgesehenen Hydraulikzylindern (3),
mit jeweils einem jedem Hydraulikzylinder (3) zugeordne ten Hydraulikdrucksensor (13),
mit einer ersten und zweiten Berechnungseinheit (70a; 70b) jeweils für die Vorderräder und Hinterräder, wobei die beiden Berechnungseinheiten (70a; 70b) die Druckdifferenz zwischen dem durch die Hydraulikdrucksen soren (13) erfaßten Druck am rechten und linken Vorderrad bzw. am rechten und linken Hinterrad berechnen und Druck differenzausgangssignale erzeugen,
mit einem Lateralbeschleunigungssensor (16), der ein Si gnal an eine Zieldruckdifferenzberechnungseinheit (131, 132, 134, 135) abgibt, die jeweils ein von dem Ausgangs signal des Lateralbeschleunigungssensors (16) abhängiges und dessen Änderungen berücksichtigendes Zieldruckdiffe renzsignal für die Vorderräder und Hinterräder erzeugt, wobei das Zieldruckdifferenzsignal für die Vorderräder mit dem Druckdifferenzausgangssignal der ersten Berech nungseinheit (70a) für die Vorderräder und das Zieldruck differenzsignal für die Hinterräder mit dem Druckdiffe renzausgangssignal der zweiten Berechnungseinheit (70b) für die Hinterräder jeweils über einen Addierer (150a; 150b) verknüpft wird, und die verknüpften Signale als Steuersignale an die Hydraulikzylinder (3) angelegt wer den.
mit jeweils einem jedem Hydraulikzylinder (3) zugeordne ten Hydraulikdrucksensor (13),
mit einer ersten und zweiten Berechnungseinheit (70a; 70b) jeweils für die Vorderräder und Hinterräder, wobei die beiden Berechnungseinheiten (70a; 70b) die Druckdifferenz zwischen dem durch die Hydraulikdrucksen soren (13) erfaßten Druck am rechten und linken Vorderrad bzw. am rechten und linken Hinterrad berechnen und Druck differenzausgangssignale erzeugen,
mit einem Lateralbeschleunigungssensor (16), der ein Si gnal an eine Zieldruckdifferenzberechnungseinheit (131, 132, 134, 135) abgibt, die jeweils ein von dem Ausgangs signal des Lateralbeschleunigungssensors (16) abhängiges und dessen Änderungen berücksichtigendes Zieldruckdiffe renzsignal für die Vorderräder und Hinterräder erzeugt, wobei das Zieldruckdifferenzsignal für die Vorderräder mit dem Druckdifferenzausgangssignal der ersten Berech nungseinheit (70a) für die Vorderräder und das Zieldruck differenzsignal für die Hinterräder mit dem Druckdiffe renzausgangssignal der zweiten Berechnungseinheit (70b) für die Hinterräder jeweils über einen Addierer (150a; 150b) verknüpft wird, und die verknüpften Signale als Steuersignale an die Hydraulikzylinder (3) angelegt wer den.
2. Steuerung nach Anspruch 1,
wobei die Steuerung weiterhin besteht aus:
einer Einrichtung zum Berechnen einer zweiten Zieldruck differenz basierend auf der Druckdifferenz zwischen den Hydraulikzylindern des rechten Rades und des linken Rades; und
einer Einrichtung zum Bestimmen einer End-Zieldruckdiffe renz für die Hydraulikzylinder des rechten Rades und des linken Rades durch Subtrahieren der ersten Zieldruckdif ferenz von der zweiten Zieldruckdifferenz.
wobei die Steuerung weiterhin besteht aus:
einer Einrichtung zum Berechnen einer zweiten Zieldruck differenz basierend auf der Druckdifferenz zwischen den Hydraulikzylindern des rechten Rades und des linken Rades; und
einer Einrichtung zum Bestimmen einer End-Zieldruckdiffe renz für die Hydraulikzylinder des rechten Rades und des linken Rades durch Subtrahieren der ersten Zieldruckdif ferenz von der zweiten Zieldruckdifferenz.
3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zieldruckdifferenzberechnungseinheit (131, 132,
134, 135) eine Einrichtung zum Berechnen einer Änderung
des Ausgangsignales des Lateralbeschleunigungssensors
(16) bezüglich der Zeit aufweist.
4. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch Verstärkereinrichtungen (137a;
137b), welche der Zieldruckdifferenzberechnungseinheit
(131, 132, 134, 135) nachgeschaltet sind und das Ziel
druckdifferenzsignal in Abhängigkeit von einem Fahrzeug
geschwindigkeitssignal V, welches von einem Fahrzeugge
schwindigkeitssensor (18) abgegeben wird, verstärken.
5. Steuerung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verstärkung des Zieldruckdifferenzsignales durch
die Verstärkereinrichtungen (137a; 137b) in einem oberen
Geschwindigkeitsbereich hoch und in einem niedrigen
Geschwindigkeitsbereich niedrig ist.
6. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Zustand ohne Kurvenfahrt bzw. Lateralbeschleunigung
die in den steuerbaren Hydraulikzylindern (3) er
zeugten Widerstandskräfte derart gesteuert werden, daß
eine Druckdifferenz zwischen den steuerbaren Hydraulik
zylindern (3) im wesentlichen null wird.
7. Steuerung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einem Zustand, in dem das Ausgangssignal des Late
ralbeschleunigungssensors (16) im wesentlichen groß ist,
die in dem steuerbaren Hydraulikzylindern (3) erzeugten
Widerstandskräfte derart gesteuert werden, daß sie sich
hin zu der Zieldruckdifferenz bewegen.
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